运动电荷在磁场中受到的力a.ppt

1、大安六中： 刘国军 延边大学物理系物理教育专业,3.5 运动电荷在磁场中受到的力,【教学目标】 1知识与技能： 知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向； 知道洛伦兹力大小的推导过程； 会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。 2过程与方法： 通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力； 通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力； 通过演示实验，培养学生的观察能力。 3情感态度与价值观： 培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理能力。,复习回顾,方向:,安培力:,1、通电导线在磁场中受到的力,大小:,左手定则,2、通电导线中的电流是怎样形成的呢?它的微观

2、表达式是什么？（式中各量意义）,电荷的定向移动形成的,n单位体积内的自由电荷数. q每个自由电荷的电荷. v自由电荷定向移动的速率. S横截面积.,一、探究运动电荷在磁场中是否受到力的作用？,现 象：,极 光,猜 想：,受力？不受力？,实验验证：,阴极射线管的原理： 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。,结 论：,运动电荷在磁场中受到力的作用,二、探究洛伦兹力的方向,猜 想：,左手定则？右手定则？,理论分析：,实验验证：,阴极射线管实验,结 论：,左手定则,因,果,微观原因,宏观表现,问 题:,洛伦兹

3、力的方向怎么判断？,B,F垂直于纸面向外,F垂直于纸面向外,甲,乙,丙,丁,训练巩固：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向,B,B,B,洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?,当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关:,1.磁感应强度B,2.电荷量q,3.电荷运动快慢v,三、洛伦兹力的大小,设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求： (1)通电导线中的电流. (2)通电导线所受的安培力. (3)这段导线内的自由电荷数. (4)每

4、个电荷所受的洛伦兹力.,电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为,(v垂直B),问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?,B,v,F,V2,V1,当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为，电荷所受的洛伦兹力大小为,单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T),F洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N,电子的速率v=3106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?,课 堂 练 习,解：因为v垂直B,所以所受洛伦兹力大小,当一带正电q的粒子以速度v沿螺线

5、管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则( ) A带电粒子 速度大小改变 B带电粒子速度方向改变 C带电粒子速度大小不变 D带电粒子速度方向不变,CD,课 堂 练 习,思考与讨论,（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直 （2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？ 只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小 （3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功,1、构造:,电子枪(阴极) 偏转线圈 荧光屏等,四、应用：电视显像管的工作原理,（1）、要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向

6、?,垂直纸面向外,（2）、要是电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?,垂直纸面向里,（3）、要是电子打从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？,先垂直纸面向外并逐渐减小, 后垂直纸面向里并逐渐增大.,2、工作原理：,【思考与讨论】,以正电荷为例,1、洛伦兹力: 运动电荷在磁场中受到的力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 2、洛伦兹力方向：左手定则 3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsin VB F洛=qVB VB F洛= 0,谢谢合作！,在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子